3.4 YARN原理介绍
1. YARN是什么
Apache Hadoop YARN（Yet Another Resource Negotiator，另一种资源协调者）是一种新的Hadoop资源管理器，它是一个通用资源管理系统，可为上层应用提供统一的资源管理和调度，它的引入为集群在利用率、资源统一管理和数据共享等方面带来了巨大好处。
2. YARN的组成部分
YARN共有ResourceManager、NodeManager、JobHistoryServer、Containers、Application Master、job、Task、Client组成。YARN的组成示意图如图3-12所示。
图3-12 YARN的组成部分
（1）ResourceManager：一个Cluster只有一个，负责资源调度、资源分配等工作。
（2）JobHistoryServer：负责查询job运行进度及元数据管理。
（3）NodeManager：运行在DataNode节点，负责启动Application和对资源的管理。
（4）Containers:Container通过ResourceManager分配，包括容器的CPU、内存等资源。
（5）ApplicationMaster：通俗来说ApplicationMaster相当于包工头，ResourceManager相当于经理。ResourceManager首先将任务给ApplicationMaster，然后ApplicationMaster再将ResourceManager的指示传达给各个NodeManager（相当于工人）进行干活。每个Application只有一个ApplicationMaster，运行在NodeManager节点，ApplicationMaster是由ResourceManager指派的。
（6）job：一个Mapper、一个Reducer或一个进程的输入列表。job也可以叫做Application。
（7）task：一个具体做Mapper或Reducer的独立的工作单元。task运行在NodeManager的Container中。
（8）client：一个提交给ResourceManager的Application程序。
3. YARN上的运行应用程序
运行在YARN上的应用程序主要分2类：
• 短应用程序
• 长应用程序
短应用程序是指一定时间内（可能是秒级、分钟级或小时级，尽管无级别或者更长时间的也存在，但非常少）可运行完成并正常退出的应用程序，比如MapReduce作业、Tez DAG作业等。
长应用程序是指不出意外，永不终止运行的应用程序，通常是一些服务，比如Storm Service（主要包括Nimbus和Supervisor两类服务）, HBase Service（包括Hmaster和RegionServer两类服务）等，而它们本身作为一个框架提供了编程接口供用户使用。
尽管这两类应用程序作用不同，一类直接运行数据处理程序，一类用于部署服务（服务之上再运行数据处理程序），但运行在YARN上的流程是相同的。
当用户向YARN中提交一个应用程序后，YARN将分两个阶段运行该应用程序：
• 第一个阶段是启动ApplicationMaster。
• 第二个阶段是由ApplicationMaster创建应用程序，为它申请资源，并监控它的整个运行过程，直到运行完成。
4. YARN的工作流程
（1）步骤1：用户向YARN中提交应用程序，其中包括ApplicationMaster程序、启动ApplicationMaster的命令、用户程序等。
（2）步骤2:ResourceManager为该应用程序分配第一个Container（这里可以理解为一种资源，比如内存），并与对应的NodeManager通信，要求它在这个Container中启动应用程序的ApplicationMaster。
（3）步骤3:ApplicationMaster首先向ResourceManager注册，这样用户可以直接通过ResourceManage查看应用程序的运行状态，然后它将为各个任务申请资源，并监控它的运行状态，直到运行结束，即重复步骤4~7。
（4）步骤4:ApplicationMaster采用轮询的方式通过RPC协议向ResourceManager申请和领取资源。
（5）步骤5：一旦ApplicationMaster申请到资源后，便与对应的NodeManager通信，要求它启动任务。
（6）步骤6:NodeManager为任务设置好运行环境（包括环境变量、JAR包、二进制程序等）后，将任务启动命令写到一个脚本中，并通过运行该脚本启动任务。
（7）步骤7：各个任务通过某个RPC协议向ApplicationMaster汇报自己的状态和进度，以让ApplicationMaster随时掌握各个任务的运行状态，从而可以在任务失败时重新启动任务。
在应用程序运行过程中，用户可随时通过RPC向ApplicationMaster查询应用程序的当前运行状态。
（8）步骤8：应用程序运行完成后，ApplicationMaster向ResourceManager注销并关闭自己。
Apache YARN的工作流程如图3-13所示。
图3-13 Apache YARN的工作流程